河北工程大学特殊凿井复习资料.docx

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1、河北工程大学特殊凿井复习资料一、 1.岩土工程制冷系统由三大循环构成：氨循环系统、盐水循环系统、冷却水循环 2.按浆液注入形态，注浆施工可分为：渗透注浆、割裂注浆、压密注浆和充填注浆。 3. 立井钻机凿井的施工可以分为三个基本工艺流程，即钻进、洗井和支护。 5.泥浆具有洗井、护壁 携带岩渣和冷却钻具等功能 1井巷特殊施工技术按其实质及特点可分为冻结法、注浆法和钻井法。 2影响掘进段高大小的因素: 地压、掘进速度、冻结壁内之平均温度、冻结壁形成过程 3我国常用的地面预注浆方案，沿地层深度分段施工的顺序有以下三种方式：1)分段下行式2)分段上行式3)一次全深注浆方式 4偏斜的主要原因，可归纳为：1

2、)地质因素2)设备因素3)操作因素 5“防偏为主，纠偏为辅”的指导思想 二、 简答 1.常用的冻结方案有哪些？答：冻结方案大致有以下几种： 一、 一次冻全深方案1、单、双排管冻结方案 2、异径冻结方案 二、分段冻结方案三、差异冻结方案 2地面预注浆凿井施工方案的主要工序包括：1注浆孔施工；2安装注浆设备；3压水试验、测定岩层的吸水率；4配制浆液、注浆施工及效果检查；5井筒掘砌。 3钻井工程常用的洗井方式根据浆液流动去向洗井可为以下三种方式：1、正循环洗井 正循环洗井的优点是刀具和工作面冲洗的效果好。其缺点是洗井液沿井筒上升的流速慢，由于更换钻头或按长钻杆而停钻时，岩渣便会下沉。2、反循环洗井反

3、循环洗井的优点是钻杆中洗井液携带岩渣上升的速度高，可以排出较重的岩块。缺点是工作面冲洗时，洗井液的径向流速低，可能造成岩渣的重复破碎，或“泥包”现象。3、混合洗井 优点是达到工作面既得到彻底冲洗，又使洗井液有很高的上升排渣速度。缺点是这种洗井方式采用的双层钻杆结构复杂，起下钻具的作业时间长，而且洗井成本较高 4压水试验是利用注浆泵向注浆区段压注清水。主要目的是：1检查止浆管头并着重检查止浆塞的止浆效果。2把末冲洗净，残留在孔底，或粘滞在孔壁的岩粉或杂物推挤到注浆范围以外，以提高浆液结石体与裂隙面的结合强度及抗渗能力。3根据测定钻孔的吸水量，核实岩层的透水性，为注浆设计与确定注浆泵的泵量、泵压并

4、决定单液或双浆注浆浆液的起始浓度。 5注浆法与其他特殊凿井法比较，主要工艺特点如下：1设备少，工艺简单。2能形成永久性封水帷幕，可改善支护工作条件。3在裂隙含水岩层及浅薄砂层中均可用来堵水与加固，并可用于处理断层破碎带。4可作为钻井法、沉井法施工时固结井壁和封堵刃脚的工艺措施。 6井巷特殊施工技术按其实质和特点可分为三类: 1超前支护类 在井巷和地下工程挖掘之前，采取超前支护以隔绝或减少流砂和地下水的涌入，然后在超前支护的保护下掘进。属于此类者有：沉井法、混凝土帷幕法、板桩法、管棚法和盾构法等。 2围岩加固类 在井巷和地下工程开凿之前，采取措施暂时或永久地加固围岩，而后进行掘砌作业。冻结法、注

5、浆法、降低水位法等即属此类。 3机械破岩类 应用大型机械直接破岩、出矸和砌壁，使全部掘砌作业机械化，如钻井法等。 7冻结法的实质与适用条件 适用条件 含水极丰富的裂隙岩层、地下水含盐量不大、地下水流速较小时 其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质以固结地层。 三、 简述 1.冻结井壁施工特点 a) 井壁应有足够的强度和防水性能，以适应不稳定表土层含水丰富和地压大的特点。 b) 井壁在矿井投产后，能承受采动压力的影响。 c) 井壁在低温环境下施工，混凝土井壁养护条件差，水化不充分，影响强度增长，不能达到预期的强度等级。 d) 井壁在冻结壁的环抱下施工，从一开始便承受着冻结压力，根据实测结果冻结压力

6、有时可超过地压，因此，要求井壁有较高的初期强度来限制冻结壁的径向变形，否则，可能导致冻结管断裂。 冻结井壁结构类型 (1)单层井壁。 单层井壁用于浅冻结井。片壁材料有混凝土、钢筋混凝土等。 (2)双层井壁 (3)复合并壁 所谓复合井壁即在双层井壁中间设一防水及可塑性夹层，夹层材料可以是钢板、塑料板、沥青层等。 2掘进段高是指掘进段未经支护的高度影响掘进段高大小的因素: 地压越大，段高应越小，一般说来，地压随井筒深度增加而增大，而段高却应随之增加而减小。当深度相同时，塑性岩土较非塑性岩土压力大，段高也应相应减小。井简掘进直径、冻结壁厚度及其形状(对称程度)等，均对段高选取有影响。 掘进速度。掘进

7、速度反映了井帮暴露时间的长短。冻土是流变体，当地压不变时，变形随暴露时间增加而增大。因此，掘进速度快时段高可大一些，反之，段高应小一些。 冻结壁内之平均温度。冻结壁内平均温度越低，冻土强度就越大，冻结壁的承载能力也就越大，段高相应地可大一些。 冻结壁形成过程。冻土中之水变为冰的状况与冻结速度有关，如果盐水温度低，冻结速度快，岩土中之水会变成六面冰晶体，否则将变为针状冰晶体。由于六面冰晶体较针状冰晶体强度高，故冻结速度快时，段高可大些，否则段高则应小一些。因此，如果采用低温冻结，将大大有利于增加冻土强度和增大段高。 3钻井法是以钻头刀具破碎岩石，用泥浆或其它介质进行洗井，护壁和排碴，一般在井筒钻

8、至设计直径和深度后，再进行永久支护的一种机械化凿井方法。 钻井技术特点 1)施工机械化。不论是立井钻机、反井钻机或井筒掘进机，均实现了凿井工艺的综合机械化和部分工艺的自动化。钻井法钻凿速度快、节省劳力，其建井投资费用低 2)施工地面化或远距离控制操作，彻底改变了井下作业方式，从根本上改善了工人劳动和安全条件。井壁在地面预制，增加了井壁的强度和稳定性，提高了工程质量。 3)适用于各种不同的地质及工程条件。钻井法不仅可以用于松散、不稳定的含水层，改善了刀具的钻井机又可用于钻凿稳定、坚硬的基岩，从而作到一次完成井筒全深的钻进作业。立井、斜井及其它地下工程的垂直、倾斜通道也可用钻井法施工。 4注浆法的

9、适用条件 它既可用于为了减少井筒涌水，加快凿井速度、对井筒全深范围内的所有含水层(除表土外)进行预注浆的“打干井”施工，又可对裂隙含水岩层和松散砂土层进行堵水、加固。 注浆法的分类 按注浆工作与井巷掘砌工序的先后时间次序进行分类，即分为预注浆法和后注浆法。，预注浆法又可分为地面预注浆和工作面预注浆两种施工方案。 按浆液注入形态，注浆施工可分为：渗透注浆、 割裂注浆、压密注浆和充填注浆。 渗透注浆是将浆液均匀地注入岩石的裂隙或砂土孔隙，形成近似球状或柱状注浆体。该种注浆基本上不破坏受注岩土结构与颗粒排列。 割裂注浆是将浆液注入岩土裂隙。为增大扩散范围、获得良好封堵效果，可用高压加宽裂隙、促进浆液压入。此种注浆改变了岩土结构，在砂土中浆液固结形成骨架。 压密注浆被用以压实松散土及砂。常用高压力注入高固体含量的浆液，具有低注入速度的特点。 充填注浆主要用以充填并稳定自然孔洞与废矿空间。